La principale différence entre la fermentation à l'état solide et la fermentation immergée est que la fermentation à l'état solide implique la culture de micro-organismes sur un substrat solide à faible teneur en humidité, tandis que la fermentation immergée implique la culture de micro-organismes dans un milieu liquide qui a plus plus de 95 % de teneur en eau.
Les micro-organismes sont bénéfiques dans divers types d'industries. Les bactéries et les champignons en particulier ont une grande variété d'applications dans les industries. Les micro-organismes doivent être cultivés à grande échelle au cours du processus de fermentation industrielle pour extraire les produits nécessaires résultant du métabolisme microbien. La fermentation à l'état solide et la fermentation immergée sont deux principaux types de fermentation qui permettent de produire des enzymes de manière industrielle. Dans la fermentation à l'état solide, la fermentation se produit par des micro-organismes cultivés sur un substrat solide tandis que dans la fermentation immergée, la fermentation se produit par des micro-organismes cultivés dans un milieu liquide. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients.
Qu'est-ce que la fermentation à l'état solide ?
La fermentation à l'état solide est un type de fermentation utilisé dans la production d'enzymes. Comme son nom l'indique, la fermentation se produit par des micro-organismes cultivés sur une surface solide ou un substrat solide à très faible teneur en humidité. Un seul substrat insoluble fournit des nutriments tels que le carbone, l'azote, etc., pour la croissance des microbes. Les micro-organismes se développent en adhérant au substrat solide. La fermentation à l'état solide utilise souvent des produits composites et hétérogènes de l'agriculture ou des sous-produits des agro-industries tels que la balle de riz, le son de blé, la pulpe de betterave à sucre, la farine de blé et de maïs, etc. Par conséquent, les substrats sont moins chers et facilement disponibles.
De plus, les champignons filamenteux sont les micro-organismes idéaux pour la fermentation à l'état solide. En outre, les bactéries, les levures et autres champignons peuvent également se développer sur des substrats solides et peuvent être utilisés dans la fermentation à l'état solide.
Figure 01: Fermentation à l'état solide
Avantages de la fermentation à l'état solide
Semblable à d'autres procédés de fermentation, la fermentation à l'état solide présente également de nombreux avantages, comme indiqué ci-dessous.
- Le support est simple, facilement disponible et peu coûteux
- Les substrats nécessitent moins de prétraitement que les milieux liquides
- Les contaminations sont limitées car la teneur en humidité est faible
- L'aération forcée est souvent plus simple
- Processus en aval et élimination des déchets simplifiés et minimisés
- Matériel de fermentation simple
- Productivité volumétrique élevée
Bien que la fermentation à l'état solide offre de nombreux avantages, elle présente également plusieurs inconvénients, ainsi qu'énumérés ci-dessous.
Inconvénients de la fermentation à l'état solide
- Un faible niveau d'humidité peut limiter la croissance des micro-organismes
- L'élimination de la chaleur métabolique est un problème dans les fermentations à l'état solide à grande échelle
- Difficultés à surveiller les paramètres du processus
Qu'est-ce que la fermentation submergée ?
La fermentation submergée est une autre méthode de fermentation que nous utilisons dans la production industrielle d'enzymes. De plus, il a besoin d'une cuve de fermentation aseptique à grande échelle qui peut fournir un environnement contrôlé qui se compose d'une température, d'un pH, d'un degré d'agitation, d'une concentration en oxygène optimaux, etc., pour les micro-organismes en croissance. La fermentation immergée se produit dans un milieu liquide où les micro-organismes sont présents. Ainsi, la teneur en eau est élevée, et tous les nutriments sont présents dans le milieu liquide pour la croissance des micro-organismes. Plus important encore, les nutriments sont uniformément disponibles dans tout le milieu pour les micro-organismes en fermentation immergée. L'agitation facilite la répartition uniforme des nutriments et des cellules microbiennes.
Figure 02: Fermentation submergée
Semblable à la fermentation à l'état solide, la fermentation submergée présente également des avantages et des inconvénients, comme mentionné ci-dessous.
Avantages
- Facilité de mesure des paramètres de processus
- Répartition uniforme des nutriments et des micro-organismes
- Capacité à contrôler les conditions de croissance
- Disponibilité d'une teneur élevée en eau pour la croissance des microbes
Inconvénients
- Utilisation de supports et d'équipements coûteux
- Processus en aval complexe et coûteux et difficulté d'élimination des déchets
- Consommation d'énergie élevée
Quelles sont les similitudes entre la fermentation à l'état solide et la fermentation submergée ?
- La fermentation à l'état solide et la fermentation submergée sont deux types de fermentations courantes dans la production d'enzymes.
- De plus, les micro-organismes effectuent les deux processus.
Quelle est la différence entre la fermentation à l'état solide et la fermentation submergée ?
Les microbes se développent sur une surface solide en fermentation à l'état solide tandis que les microbes se développent dans un milieu liquide en fermentation submergée. C'est donc la principale différence entre la fermentation à l'état solide et la fermentation submergée.
L'infographie ci-dessous résume la différence entre la fermentation à l'état solide et la fermentation submergée.
Résumé - Fermentation à l'état solide vs fermentation submergée
La fermentation à l'état solide utilise un substrat solide pour faire pousser des micro-organismes, tandis que la fermentation submergée utilise un milieu liquide pour faire pousser des micro-organismes. C'est donc la principale différence entre la fermentation à l'état solide et la fermentation submergée. La fermentation à l'état solide a lieu sous un faible niveau d'humidité tandis que la fermentation submergée a lieu sous une forte teneur en eau.
